内容正文:
粗盐的提纯
众所周知,盐是人体的必需品,但是粗盐又不可直接食用。如果我们穿越回了古代,又恰好是在盐产地,那么我们该如何处理粗盐,将其转化为可食用的细盐呢?
粗盐 细盐
初中化学中的除杂(物质提纯)需要遵循一定的规则和方法,核心原则是 “不增、不减、易分”,即不引入新杂质、不减少目标物质、操作简便且容易分离。以下是常见规则和方法的总结:
一、基本原则
1. 物理方法优先:能用物理方法(如过滤、蒸发、溶解、磁吸等)解决的,尽量不用化学方法。
· 例:铁粉和硫粉混合,用磁铁吸出铁粉。
2. 不引入新杂质:若必须用化学方法,所选试剂只能与杂质反应,且生成物中不能含新杂质。
· 例:除去Na₂SO₄中的NaOH,用H₂SO₄而非HCl(避免引入Cl⁻)。
3. 目标物质不减少:试剂不能与目标物质反应。
· 例:除去CO₂中的HCl,用饱和NaHCO₃溶液而非NaOH(NaOH会吸收CO₂)。
4. 操作简便易分离:生成沉淀、气体或水,便于过滤或蒸发。
二、常见化学除杂方法
1. 沉淀法
通过反应将杂质转化为沉淀过滤除去。
· 例:除去NaCl中的Na₂SO₄,加入适量BaCl₂溶液:
Na₂SO₄ + BaCl₂ == BaSO₄↓ + 2NaCl
注意:若BaCl₂过量,需后续加Na₂CO₃去除过量钡离子。
2. 气化法
使杂质转化为气体逸出。
· 例:除去 Na₂CO₃ 中的NaOH,通入适量CO₂:
2NaOH + CO₂ == Na₂CO₃ + H₂O
3. 置换法
利用金属活动性顺序,通过置换反应去除杂质。
· 例:除去FeSO₄中的CuSO₄,加入铁粉后过滤:
Fe + CuSO₄ == FeSO₄ + Cu
4. 溶解法(吸收法)
选择特定溶剂溶解杂质或目标物质。
· 例:除去CaO中的CaCO₃,加水溶解:
CaO + H2O == Ca(OH)2
5. 转化法
将杂质转化为目标物质。
· 例:除去CO₂中的CO,通过灼热的CuO:
CO + CuO == Cu + CO₂
三、典型除杂问题举例
原物质(括号内为杂质)
试剂或方法
反应原理
NaCl(Na₂CO₃)
稀盐酸
Na₂CO₃ + 2HCl == 2NaCl + H₂O + CO₂↑
Cu(Fe)
稀硫酸/盐酸,过滤
Fe + H₂SO₄ == FeSO₄ + H₂↑(Cu不反应)
CO(CO₂)
NaOH溶液,干燥
CO₂ + 2NaOH == Na₂CO₃ + H₂O
KNO₃(NaCl)
溶解后降温结晶(硝酸钾析出)
利用溶解度差异(降温时KNO₃析出,NaCl留在母液)
四、注意事项
1. 试剂的适量与过量:若试剂需过量,后续需除去过量部分(如过量的BaCl₂用Na₂CO₃除去)。
2. 操作顺序:如气体除杂需先除酸性气体(如HCl),再干燥。
3. pH调节:若反应后溶液呈酸性或碱性,需中和至中性(如用稀盐酸调节pH)。
例题:
1、H₂中混有水蒸气、HCl、CO₂
【答案】依次通过 饱和NaOH溶液 → 浓硫酸(干燥)。
2、我国有许多盐碱湖,湖水中溶有大量的碳酸钠和氯化钠,是工业制取氢氧化钠的原料。氢氧化钠在生产生活中有着广泛的用途,可用于造纸、制肥皂、印染、炼油等。工业制备氢氧化钠可以采用电解法和天然苛化法。
(1)用粗盐(含CaCl2、MgCl2、Na2SO4、泥沙等杂质)制氢氧化钠的流程如图一所示:
写出步骤Ⅲ中加入过量Na2CO3溶液时发生反应的一个化学方程式 。
(2)用天然苛化法制氢氧化钠的部分流程如图二所示:
①天然苛化法生产工艺中可以循环利用的物质是 (填化学式)。
②由石灰石制取石灰乳的过程中,发生的一个化合反应的化学方程式是 。
(3)某兴趣小组模拟用“苛化法”制取氢氧化钠。在室温下,向500g澄清石灰水中逐滴加入溶质质量分数为10%的Na2CO3溶液,生成沉淀的质量与滴入Na2CO3溶液的质量关系如图所示。
请回答:
①当滴入Na2CO3溶液5g时(图中A点),烧杯中溶液里一定大量存在的阴离子是 (填离子符号)。
②当滴入Na2CO3溶液10.6g时(图中B点),所得溶液中溶质质量为 g。
③当滴入Na2CO3溶液10.6g时(图中B点),恰好完全反应。则这时所得溶液的质量是多少? (计算结果精确至0.1g)
【答案】(1)(或)
(2) CaCO3
(3) OH- 0.8 解:10.6g碳酸钠溶液中碳酸钠的质量=10.6g×10%=1.06g
设反应生成碳酸钙的质量为y,则:
y=1g
所得溶液的质量为500g+10.6g-1g=509.6g
答:所得溶液的质量是509.6g。
(2018·上海松江·九年级期中)“粗盐提纯”的实验内容和步骤如下,说法正确的是()
A.本实验需定量取用药品的仪器有天平、药匙
B.操作Ⅲ中应尽量多加些水,防止食盐不能完全溶解
C.操作IV中得到的滤渣是粗盐中的难溶性杂质
D.操作V中需加热至液体蒸干为止
【答案】AC
(2019·上海市青浦区徐泾中学九年级期中)某化学兴趣小组欲进行粗盐的初步提纯及测定纯度的实验。
(1)在5.0克粗盐中,逐步加入一定体积的水(杂质不溶于水),还需要进行的实验操作顺序为:_________(填编号)、计算纯度。
A过滤 B称量精盐 C蒸发
(2)在以上实验中多次用到了玻璃棒,它在过滤操作中的作用是______________。
(3)若实验测得的纯度偏低,可能的原因是______________。
A溶解时加入的水的量不足 B过滤时滤纸有破损
C蒸发时有液体溅出 D蒸发后所得氯化钠比较潮湿
【答案】ACB 引流 AC
(2020·上海市音乐学院实验学校)根据“粗盐中难溶性杂质的去除”实验,回答有关问题。
(1)溶解
称取5.0g粗盐,逐渐加入10mL水中,直到不再溶解。该步骤中加适量水的目的(填标号)。
A.提高实验效率 B.保证粗盐全部溶解
C.加快固体溶解速度 D.减少精盐的损失
(2)过滤
该操作应选择上图中_______(填“A”或“B”或“C”)装置,该操作中玻璃棒的作用是_______。过滤时,液面高于滤纸边缘,会导致_______。
(3)蒸发
关于蒸发叙述正确的是_______(选填编号)。
a.蒸发是通过加热的方法将水汽化除去
b.所需仪器为酒精灯、蒸发皿、温度计
c.搅拌可以防止蒸发过程中食盐飞溅
d.加热过程中用试管夹夹住蒸发皿移动,使其均匀受热
(4)计算产率:关于粗盐提纯的实验,说法正确的是(选填编号)。
A.粗盐可以放在烧杯里称量
B.蒸发皿不可以直接加热
C.蒸发时发现有固体开始析出,即停止加热
D.涉及的分离操作有过滤和蒸发
【答案】
(1)AD
(2) B 引流 杂质进入过滤后的滤液中,产品不纯
(3)ac
(4)AD
1、 基本原则
1、物理方法优先
2、不引入新杂质
3、目标物质不减少
4、操作简便易分离
2、 常见的化学除杂方法
1、沉淀法
2、气化法
3、置换法
4、溶解法(吸收法)
5、转化法
3、 注意事项
1、试剂的适量与过量
2、操作顺序
3、PH调节
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